BR0209009B1 - processo para o controle de uma instalaÇço de energia eàlica, e, instalaÇço de energia eàlica. - Google Patents

Description

"PROCESSO PARA 0 CONTROLE DE UMA INSTALAÇÃO DEENERGIA EÓLICA, E, INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA".

A presente invenção se refere a um processo para o controle deuma instalação de energia eólica e a uma instalação de energia eólica, emparticular para a realização do processo.

Instalações de energia eólica já são geralmente conhecidas hámuito tempo e são utilizadas nos tempos recentes como geradores de energiaambientalmente amigáveis.

Com respeito a isto, situa-se na natureza das coisas o fato deque estas instalações são expostas às influências do tempo. Um dos problemasque tem grande importância em instalações de energia eólica é a umidade,pois instalações de energia eólica, com seus sistemas elétricos, têm que serprotegidas contra ela.

Todavia, tais instalações não podem ser hermeticamenteseladas a fim de evitar seguramente o ingresso de umidade, de modo queumidade tem que ser mantida afastada de certas partes da instalação por meiode um outro encapsulamento, como um armário. Em particular na região dagôndola, com grandes massas metálicas, tal como o gerador, um talencapsulamento não é possível.

Por outro lado, contudo, precisamente grandes massasconduzem a um considerável problema, quando estas, por exemplo, sãoresinadas durante a noite e então a temperatura no ambiente da instalação seeleva.

Como ar quente pode armazenar mais umidade do que ar frio,por conseguinte este ar quente enriquecido com umidade também podepenetrar na gôndola e incide ali sobre o gerador ainda frio quando a instalaçãose encontra na condição paralisada. A umidade então se deposita sobre ogerador e se condensa formando água, a qual, então, pode ocorrer em grandesquantidades.Este é um problema particular em instalações de energia eólicacom um gerador anular, onde a água chega ao gerador e pode conduzir entãoa consideráveis danos por ocasião da partida do gerador, quando ele é supridocom uma energia de excitação,

Por conseguinte, o objetivo da presente invenção é de eliminaro perigo que ocorre em virtude da água.

Este objetivo é alcançado com um processo do tipoinicialmente mencionado por compreender as seguintes etapas:

a) detectar a temperatura do gerador e a temperatura do ar noambiente da instalação de energia eólica,

b) determinar a diferença de temperatura, e,

c) aquecer o gerador, quando a temperatura do gerador se situa abaixo da temperatura do ar ambiente.

Além disto, o objetivo é atingido por meio de uma instalaçãode energia eólica, do tipo inicialmente mencionado, com um dispositivo paracurto-circuitar o estator, um controle com pelo menos dois sensores detemperatura para detectar a temperatura do gerador e do ar ambiente, umdispositivo para a comparação das temperaturas, de modo que o controle, nadependência da diferença de temperatura, pode curto-circuitar o estator dogerador e uma corrente de excitação pré-determinável pode ser aplicada aorotor.

Alternativamente ou em complemento à solução, pode sertambém previsto que, dentro da gôndola de uma instalação de energia eólica,por exemplo em partes do gerador ou em outras partes eletricamentesensíveis, é disposto um sensor de umidade e/ou condensado na qualidade demeios para a detecção da umidade ou do condensado que ali ocorre, e que ovalor detectado pelo sensor é processado em um dispositivo de controle, e umaquecimento do gerador com os meios descritos neste pedido ou aquecimentode outras partes da instalação de energia eólica é efetuado quando o valormedido de umidade e/ou condensado se situar acima de um valorpredeterminado.

A invenção será descrita mais detalhadamente a seguir combase nas figuras. Os desenhos mostram:

figura 1, simplificadamente, um estator e um rotor de umgerador;

figura 2, igualmente, um estator e um rotor de um gerador, emuma forma de realização alternativa.

Na figura 1, está representado, de modo fortementesimplificado, um gerador com um estator 10 e um rotor 12. O estator 10apresenta terminais de conexão, nos quais a energia elétrica pode ser tomada,na operação normal. O rotor 12 apresenta igualmente terminais de conexão,através dos quais a corrente de excitação é suprida.

Entre os terminais de conexão do estator 10 está representadoum contato, o qual é ativado pelo dispositivo de controle 20 e curto-circuita asconexões de estator.

O dispositivo de controle 20 detecta, através de sensores detemperatura 22, 24, a temperatura do gerador (neste caso, do estator) bemcomo a temperatura no ar ambiente da instalação de energia eólica.

Se a temperatura do estator, detectada com o sensor 22, formenos do que a temperatura do ambiente, detectada com o sensor 24, éfechado o contato entre os terminais de conexão do estator e, com isto, éproduzido um curto-circuito.

Então, uma pré-determinável corrente de excitação éalimentada no rotor 12 através de seus terminais de conexão. A potênciainduzida no estator do gerador pode ser influenciada pela magnitude dacorrente de excitação alimentada no rotor 12.

Sendo o estator curto-circuitado, a tensão de estator é muitopequena e, neste caso, flui uma corrente (corrente de curto) muito elevada, aqual causa um correspondente calor jouleano no estator. Por meio deste calorjouleano, o gerador é totalmente aquecido, de modo que a umidade seevapora. Por conseguinte, com a invenção, até mesmo a formação de águacondensada é registrada na carcaça de gerador otimizada por meio demonitoração envolvendo tecnologia de medição e, neste caso, a instalação deenergia eólica dá partida (por ocasião do início de funcionamento)automaticamente no modo de aquecimento muito substancialmente isenta detensão, o que causa com que a umidade residual no gerador se evapore. Paraque a entrada de umidade na gôndola da instalação de energia eólica seja tão reduzida quanto possível, toda a carcaça de gôndola é conformadaimpermeável a água, de modo que a penetração de material condutor, talcomo umidade, é impedido por meio do revestimento externo (da gôndola).

Em um desenvolvimento da invenção, o aquecimento dogerador é continuado até que a temperatura do gerador ultrapasse a temperatura do ar ambiente por uma medida predeterminada, antes de ainstalação de energia eólica passar para a operação normal, isto é, antes docurto-circuito do estator ser cancelado e uma potência de excitação seralimentada.

A figura 2 mostra uma forma de realização alternativa do gerador com estator 10 e rotor 12.

Nesta forma de realização, sobre o estator IOe sobre o rotor 10são dispostos resistores de aquecimento 14, distribuídos uniformemente emtorno da periferia. Caso o controle 20 (não representado) verifique agora adiferença de temperatura entre o estator 10 do gerador e o ar ambiente, osresistores de aquecimento 14 são ligados e, assim, o gerador se aquece. Aumidade no gerador se evapora e, após um tempo predeterminado ou noatingimento de uma predeterminada diferença de temperatura entre atemperatura do estator IOe rotor 12 e o ambiente, a operação normal pode seradotada.Um aquecimento específico pode ser provido não apenas parao gerador, mas também para outras partes eletricamente sensíveis dainstalação de energia eólica em seu interior. Um tal aquecimento é controladoregularmente como o aquecimento de gerador, isto é, um aquecimento éefetuado quando a parte a ser aquecida apresentar uma temperatura que émenor do que a temperatura do ambiente exterior, de modo que o depósito deumidade sobre a parte elétrica é impedido.

Finalmente, é também possível, alternativamente ou emcomplemento à detecção de temperatura do gerador ou do ar ambiente, proverum (ou mais) sensor de depósito de umidade, o qual é instalado no gerador(ou em outras partes sensitivas) e que detecta a umidade/condensadodepositado sobre o gerador e, quando este sensor é ligado com o dispositivode controle, o aquecimento de gerador é automaticamente disparado, quandoo condensado, medido com o sensor, ultrapassar um determinado valor.

Finalmente, é também proposto prover outros meios quepromovem a evaporação, caso mais freqüentemente pudesse ocorrer oproblema, que um depósito de umidade é formado sobre o gerador ou outraspartes eletricamente sensíveis. Para promover uma secagem rápida do geradorou de outras partes eletricamente sensíveis, também podem ser previsto umaventoinha que opera como secador de cabelo, a qual conduz ar aquecido sobreas respectivas partes que devem ser secadas. Assim, por exemplo, asventoinhas que são normalmente providas em qualquer instalação de energiaeólica para suprir ar fresco também podem ser dispostas a montante de umaquecimento, de modo que o ar fresco suprido é desviado para o interior dagôndola de gerador e, assim, um depósito de ar úmido sobre parteseletricamente sensíveis, por exemplo o gerador, é impedido.

A invenção do presente pedido também inclui somente adetecção, em qualquer maneira concebível, da umidade (depósito de umidade)que é formada sobre ou no gerador ou em outras partes elétricas da instalaçãode energia eólica. Isto também pode ser efetuado por meio da medição, emregiões particularmente sensíveis, se ali um fluxo de corrente pode ocorrer nasuperfície, o que é apenas possível quando um depósito de umidade seformou.

Claims (10)

1. Processo para o controle de uma instalação de energiaeólica, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:- detectar a temperatura do gerador e a temperatura do ar noambiente da instalação de energia eólica,- determinar a diferença de temperatura, e,- aquecer o gerador, quando a temperatura do gerador se situaabaixo da temperatura do ar ambiente.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende as seguintes etapas:- curto-circuitar o estator de gerador, e- aplicar uma pre-determinável corrente de excitação ao rotorde gerador.

3. Processo de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que o aquecimento do gerador éefetuado por um tempo predeterminado ou até que a temperatura do geradorultrapasse a temperatura do ambiente por uma medida predeterminada.

4. Instalação de energia eólica, em particular para a realizaçãodo processo como definido em uma das reivindicações precedentes,caracterizada pelo fato de que estão previstos pelo menos dois sensores detemperatura, um dos quais detecta a temperatura do gerador da instalação deenergia eólica ou de outras partes da instalação de energia eólica, e o outrosensor de temperatura detecta a temperatura no ambiente da instalação deenergia eólica, que é também provido um dispositivo de comparação, o qualcompara os valores de temperatura dos dois sensores de temperatura, e umaquecimento do gerador ou de outras partes da instalação de energia eólica éefetuado quando foi verificada uma diferença de temperatura nas duastemperaturas detectadas, de acordo com o quê a temperatura do gerador ou deoutras partes dentro da instalação de energia eólica se situa abaixo datemperatura do ar ambiente.

5. Instalação de energia eólica, em particular para a realizaçãodo processo como definido em uma das reivindicações precedentes, com- um gerador elétrico para a geração de energia elétrica,caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo para curto-circuitaro estator, um controle com pelo menos dois sensores de temperatura paradetectar a temperatura do gerador e do ar ambiente, um dispositivo para acomparação das temperaturas, de modo que o aquecimento de gerador écontrolável na dependência da diferença de temperatura.

6. Processo de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que um aquecimento do gerador éefetuado quando a temperatura do gerador se situar por um valorpredeterminado abaixo da temperatura do ar ambiente ou a temperatura nagôndola de gerador.

7. Instalação de energia eólica, em particular para a realizaçãodo processo como definido em uma das reivindicações precedentes,- com um gerador elétrico para a geração de energia elétrica,caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo para o aquecimentodo gerador ou de outras partes eletricamente sensíveis dentro da instalação deenergia eólica,- um controle com pelo menos dois sensores de temperaturapara a detecção da temperatura do gerador e do ar ambiente, um dispositivopara a comparação das temperaturas, de modo que o aquecimento de geradoré controlável na dependência da diferença de temperatura.

8. Processo para o controle de uma instalação de energiaeólica, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:- medição/detecção de um depósito de umidade sobre partes dogerador ou de outras partes eletricamente sensíveis da instalação de energiaeólica, e- aquecimento do gerador quando o depósito de umidade sesituar acima de um valor predeterminado.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que compreende as seguintes etapas:- curto-circuitar o estator de gerador, e- aplicar uma pré-determinável corrente de excitação ao rotorde gerador.

10. Instalação de energia eólica, em particular para arealização do processo como definido em uma das reivindicações precedentes,caracterizada pelo fato de que é provido meio para medição/detecção daumidade e/ou de um depósito de umidade que se forma dentro de umainstalação de energia eólica, sendo que o meio detecta em particular aumidade e/ou o depósito de umidade em partes do gerador da instalação deenergia eólica ou em outras partes eletricamente sensíveis da instalação deenergia eólica, e um aquecimento do gerador ou de outras partes da instalaçãode energia eólica é efetuado quando a umidade medida e/ou o valor dedepósito medido ultrapassa um predeterminado valor.